生物系統(tǒng)中噪聲效應(yīng)的研究.pdf

1、該文首先研究了幾種生物非線性系統(tǒng)中的噪聲效應(yīng).噪聲對(duì)單種群細(xì)菌生長(zhǎng)的影響:細(xì)菌自身生長(zhǎng)率的擾動(dòng)不利于細(xì)菌的生長(zhǎng),甚至?xí)?dǎo)致細(xì)菌的滅亡.基因選擇模型中的噪聲效應(yīng):遺傳因子的漲落以及噪聲關(guān)聯(lián)能夠破壞基因選擇的平衡,從而促進(jìn)基因分離.腫瘤生長(zhǎng)過程中的噪聲效應(yīng):腫瘤自身生長(zhǎng)率的擾動(dòng),不利于腫瘤的生長(zhǎng),而效應(yīng)細(xì)胞吞噬率的漲落則促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng).食餌-捕食者系統(tǒng)中的噪聲效應(yīng):噪聲的存在破壞了系統(tǒng)原有的靜態(tài)平衡,而形成動(dòng)態(tài)平衡,這為物種的進(jìn)化和新物

2、種的產(chǎn)生提供了必要條件.接著,我們研究了布朗分子馬達(dá)的定向運(yùn)動(dòng)機(jī)制及相關(guān)現(xiàn)象.在時(shí)間不對(duì)稱周期力的作用下,布朗分子馬達(dá)的效率在有限溫度下出現(xiàn)了一個(gè)峰值,這表明熱噪聲在一定條件下有利于能量的轉(zhuǎn)化,并不總是阻礙能量的轉(zhuǎn)化.在非均勻的環(huán)境里,分子馬達(dá)所處環(huán)境的不均勻性和周期力的不對(duì)稱的相互作用,會(huì)導(dǎo)致幾率流反轉(zhuǎn).在雙噪聲驅(qū)動(dòng)的分子馬達(dá)中,噪聲關(guān)聯(lián)能夠?qū)е聫V義勢(shì)的對(duì)稱性破缺,能夠提高馬達(dá)的工作效率和所承受的負(fù)載.我們還通過冪級(jí)數(shù)展開的方法來獲得

3、兩態(tài)閃爍布朗馬達(dá)幾率流的解析表達(dá)式,并進(jìn)行相應(yīng)的討論.第三,我們根據(jù)肌球肌動(dòng)蛋白分子的為微觀結(jié)構(gòu),在隨機(jī)傾斜棒模型的基礎(chǔ)上,建立一個(gè)合理的理論模型.結(jié)果表明能量通過肌球頭的振動(dòng)傳遞給肌球束,從而產(chǎn)生定向運(yùn)動(dòng).在欠阻尼條件下,肌球蛋白的運(yùn)動(dòng)是連續(xù)的,定向的.在過阻尼條件下,肌球蛋白的運(yùn)動(dòng)是周期的,階梯跳躍的,這和實(shí)驗(yàn)觀察結(jié)果一致.最后,我們利用空間分離的方法數(shù)值求解Fokker-Planck方程并給出了一般隨機(jī)問題數(shù)值求解的計(jì)算程序,通過